造紙工業(yè)廢水通常采用物理—生化的二級(jí)處理工藝,以使水質(zhì)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。然而,由于造紙工業(yè)廢水普遍缺磷,導(dǎo)致生化段工藝中微生物營養(yǎng)失衡,工業(yè)上雖經(jīng)過投加磷酸鹽或工業(yè)磷酸等藥品補(bǔ)充磷營養(yǎng),但存在諸多問題:
①普通工業(yè)磷酸鹽易與廢水中的鈣鹽形成羥基磷灰石沉淀,造成磷營養(yǎng)固化問題,微生物無法吸收,且由于污泥中無機(jī)成分增多,污泥沉降性差,影響曝氣池處理水質(zhì);
②普通磷酸鹽用量大,工人勞動(dòng)強(qiáng)度較高,并由于活性污泥中微生物吸收率不高,出水TP存在超標(biāo)現(xiàn)象;
③冬天溫度低,磷酸鹽易結(jié)冰,現(xiàn)場(chǎng)操作條件比較惡劣。
無機(jī)磷酸鹽主要通過分子運(yùn)動(dòng)和水流紊流擴(kuò)散為微生物吸附,然后以P2O5形式通過細(xì)胞壁被細(xì)胞吸收,在這些過程中微生物是通過主動(dòng)運(yùn)輸方式吸收營養(yǎng)物質(zhì),因此需要消耗自身較多的ATP,微生物吸收效率不高,一部分磷酸鹽隨著出水排放。
SP產(chǎn)品中磷酸是通過活化作用與有機(jī)酸絡(luò)合,因?yàn)橛袡C(jī)酸本身也是微生物所需的營養(yǎng)物質(zhì),而且它具有調(diào)節(jié)新陳代謝、提高微生物體內(nèi)酶活性和增強(qiáng)微生物抗逆性能,屏蔽重金屬毒性等優(yōu)點(diǎn)。
(1)SP中有機(jī)酸具有分子量小、含氧功能團(tuán)多、生物活性強(qiáng)等特點(diǎn)。這種有機(jī)酸分子大小是普通腐植酸的幾千分之一,而分子量小的有機(jī)酸更易于透過表皮細(xì)胞被微生物所吸收,它還具有比表面積大,含氧功能團(tuán)多,攜帶P營養(yǎng)元素能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。
(2)SP產(chǎn)品是一種含有三磷酸腺苷(adenosine-triphosphate,ATP)的磷酸鹽,直接提供給微生物主動(dòng)運(yùn)輸所需能量,微生物勿需消耗自身能量。有造紙廢水需要處理的單位,也可以到污水寶項(xiàng)目服務(wù)平臺(tái)咨詢具備類似污水處理經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)。
(3)SP是以液體水溶性有機(jī)酸存在,受紊流因素影響,分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)更為劇烈,并且避免了上述磷酸鹽沉淀,能夠最大限度的被微生物吸收,而且產(chǎn)品中添加的天然絮凝劑和表面活性劑具有改善微生物吸附能力,促進(jìn)了微生物對(duì)外界周圍有益元素和物質(zhì)的吸收,提高微生物生物活性。
通過在寧波中華紙業(yè)造紙廢水生化段應(yīng)用SP替代工業(yè)磷酸作為磷營養(yǎng)源的水處理研究,結(jié)果表明:當(dāng)使用SP時(shí),生化段出水COD平均降低了13mg/L,整個(gè)生化系統(tǒng)去除率提高了1.9%;活性污泥沉降性能提高,減輕了污泥膨脹,微生物種類增多,污泥中有機(jī)成分含量提高,生化系統(tǒng)處理穩(wěn)定;磷營養(yǎng)充分被微生物所吸收,出水總磷平均為0.17mg/L,磷的平均吸收率為88.9%;使用該產(chǎn)品能夠降低設(shè)備腐蝕程度,節(jié)省人力、物力消耗,提高現(xiàn)場(chǎng)操作安全,實(shí)際意義顯著。
此次實(shí)驗(yàn)效果令人滿意,在某種程度上,SP作為一種新磷營養(yǎng)試劑,能很好的替代當(dāng)前廣泛使用的普通工業(yè)磷酸。